Grinding of microporous coatings using impregnated grinding wheels

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

High chemical and adhesive activity of the nickel- and iron-based microporous coatings in contact with abrasive grinding wheels helps to fasten contacting bodies and to maximize adherence of the coating particles to the working surface of the cutting tool. These phenomena increase heat and power intensity of the process that in turn causes the increasing wheel wear, surface roughness as well as structural and phase transformations in surface layers of some parts. Consequently, one of the primary targets in order to improve the grinding efficiency is to reduce the temperature, on the one hand, and to reduce the useless energy consumption, on the other hand. The adhesive and chemical activity of microporous coatings with respect to abrasive grains can be reduced by finding ways reducing the surface energy of the contacting pair. The central idea in the theory of physical-chemical mechanics of materials is a concept to facilitate the deformation of bodies in the medium with surface-activated substances. These substances embrittle metal and accelerate its deformation through adsorption and electrocapillary effects. The paper proposes a method to improve the efficiency of grinding the microporous coatings by reducing the interaction between the contacting pairs through the introduction of special compounds in the cutting area, which in contact with juvenile surfaces of the material being processed form protective films on the material and thus prevent direct contact of the coating with wheel grains. New compounds of liquid impregnators are tested when grinding the microporous coatings using a flat surface grinder and a plunge-cut grinding method without lubricating-cooling fluids. Water soluble polymers and aqueous solutions of amines, fatty acids and carbamides are used as impregnators for wheels. The paper provides the results of comprehensive studies of the cutting power of electrocorundum wheels with ceramic bond impregnated with different compounds compared with non-impregnated wheels. The influence of impregnators on core parameters of the grinding process such as resistance and wear of an abrasive tool, energy consumption and roughness of a ground surface are studied. The studies revealed that when grinding the microporous coatings under given conditions the electrocorundum impregnated wheels have higher cutting power as compared with non-impregnated wheels. Comprehensive analysis of the studies based on a rating method revealed that when using the flat grinding method for the nickel- and iron-based microporous coatings the highest cutting power is attributed to wheels impregnated by triethanolamine and oleic acid impregnators.

About the authors

N. S Alexeev

Rubtsovsk Industrial Institute, Branch of I.I. Polzunov Altai State Technical University

Email: tm@rubinst.ru
2/6, Traktornaya st., Rubtsovsk, 658207, Russian Federation

V. A Kaporin

Rubtsovsk Industrial Institute, Branch of I.I. Polzunov Altai State Technical University

Email: kaporinvl@mail.ru
2/6, Traktornaya st., Rubtsovsk, 658207, Russian Federation

S. V Ivanov

Rubtsovsk Industrial Institute, Branch of I.I. Polzunov Altai State Technical University

Email: vitsal_72@mail.ru
2/6, Traktornaya st., Rubtsovsk, 658207, Russian Federation

References

  1. Надежность и ремонт машин / В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов, К.А. Ачкасов, В.И. Савченко, В.Н. Бугаев, А.Н. Батищев; ред. В.В. Курчаткин. - М.: Колос, 2000. - 776 с.: ил. - (Учебники и учебные пособия для высших учебных заведений). - ISBN 5-10-003278-2.
  2. Алексеев Н.С., Капорин В.А., Иванов С.В. Влияние скорости шлифования плазменных покрытий на режущую способность кругов // Техника в сельском хозяйстве. - 2014. - № 5. - С. 26-30.
  3. Неклюдов В.И. Выбор режущего инструмента и режимов при точении и шлифовании покрытия ПН85Ю15 // Трение. Износ. Смазка. - 2003. - Т. 5, № 4. - С. 65-69.
  4. Fan X.R. Force modeling for intermittent grinding process: PHD thesis / Michigan Technology University. - Michigan, 2005. - 129 p.
  5. Алексеев Н.С. Влияние зернистости кругов на некоторые показатели шлифования // Вестник машиностроения. - 2003. - № 4. - С. 66-69.
  6. Kremen Z.I. A new generation of high-porous vitrified CBN wheels // Industrial Diamond Review. - 2003. - N 4. - P. 53-56.
  7. Коротков А.Н., Цехин А.А. Влияние формы абразивного зерна на режущую способность и износ шлифовальных кругов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 1999. - № 2. - С. 17-19.
  8. Казаков С.Н. Выбор СОЖ и метода правки абразивного круга для врезного предварительного шлифования валов с плазменными покрытиями // Машиностроение: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Белорусский национальный технический университет. - Минск: Технопринт, 1980. - № 14. - С. 58-62.
  9. Горленко О.А., Бишутин С.Г. Взаимосвязь числа активных зерен с характеристиками и режимами правки абразивного инструмента // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 1999. - № 1. - С. 62-66.
  10. Выбор смазочно-охлаждающей жидкости для шлифования плазменных покрытий на железной основе / Р.Ф. Мустафаев, Н.С. Алексеев, В.А. Капорин, А.В. Рязанов, С.В. Иванов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2012. - № 4 (57). - С. 28-30.
  11. Белоус В.И. Модифицирование смазочно-охлаждающих жидкостей при шлифовании труднообрабатываемых материалов // Авиационно-космическая техника и технология. - 2011. - № 7 (84). - С. 66-70.
  12. С60 fullerol formation catalysed by quaternary ammonium hydroxide / J. Li, A. Takeuchi, M. Ozawa, X. Li, K. Saigo, K. Kitazawa // Journal of the Chemical Society, Chemical Communications. - 1993. - Iss. 23. - P. 1784-1785.
  13. Performance of novel MoS2 nanoparticles based grinding fluids in minimum quantity lubrication grinding / B. Shen, A.P. Malshe, P. Kalita, A.J. Shih. - 2008. - Vol. 36. - P. 357-364.
  14. Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. - 144 с.
  15. Никитин А.В. Шлифование труднообрабатываемых материалов импрегнированными кругами как способ повышения их режущих свойств // Инструмент и технологии. - 2010. - № 28. - С. 52-58.
  16. Исследование процесса шлифования инструментальных сталей абразивными кругами, пропитанными специальным составом / Г.Г. Садыгов, Э.А. Ахундов, Ф.М. Мамедов, Ч.Г. Байрамов // Перспективы развития производства асинхронных двигателей в свете решений XXVI съезда КПСС: материалы VI Всесоюзной научно-технической конференции. - Владимир: ВНИПТИЭМ, 1983. - С. 136-140.
  17. Доронин Ю.В. Опыт применения импрегнированного абразивного инструмента при шлифовании труднообрабатываемых материалов // Прогрессивные процессы шлифования, инструмент и его рациональная эксплуатация: тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции, Ереван, 14-16 октября 1986 г. - М.: [б.и.], 1986. - С. 62-64.
  18. Применение кислород- и фторсодержащих импрегнаторов для пропитки шлифовальных кругов / Р.М. Мубаракшин, Ю.В. Доронин, В.И. Бардин, С.А. Гребенкин // Современные способы повышения качества абразивно-алмазной и упрочняющей обработки: межвузовский сборник научных трудов. - Пермь: ППИ, 1985. - С. 94-97.
  19. Влияние вида импрегнатора на коэффициент режущей способности абразивного инструмента / И.Г. Попов, В.К. Кононов, Ю.А. Шабалин, Г.М. Мещеряков // Высокоэффективные методы и инструмент для механической обработки авиационных материалов: межвузовский сборник научных трудов. - Куйбышев: КуАИ, 1984. - С. 53-54.
  20. Данилова Е.А., Лукина Н.В., Рублева О.О. Исследование эксплуатационных свойств импрегнированных абразивных инструментов // Труды ТГТУ: сборник научных статей молодых ученых и студентов / Тамбовский государственный технический университет. - Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2007. - Вып. 20. - С. 95-96.
  21. Мубаракшин Р.М. Управление режущей способностью и износостойкостью абразивного инструмента методом импрегнирования // Вестник машиностроения. - 1991. - № 5. - С. 45-47.
  22. Шестаков И.Л., Мубаракшин Р.М., Гребенкин И.В. Повышение эффективности процесса заточки быстрорежущих сталей импрегнированными кругами // XXVII научно-техническая конференция по результатам научно-исследовательских работ, выполненных в 1988-1990 гг.: тезисы докладов. - Пермь: ППИ, 1991. - С. 23.
  23. Современные смазочно-охлаждающие жидкости / Е.С. Киселев, А.Н. Унянин, З.С. Курзанова, М.А. Кузнецова // Вестник машиностроения. - 1996. - № 7. - С. 30-34.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».